Американские инженеры создали бумажное покрытие, которое вырабатывает электричество за счет влаги в воздухе. Из 1596 таких элементов исследователи собрали панель, способную питать беспроводную клавиатуру.
Разработку предложили ученые Бингемтонского университета в США. Идея рассчитана прежде всего на небольшие домашние устройства с низким энергопотреблением - например, датчики и другую электронику, для которой сейчас приходится использовать батарейки или подключение к розетке.
Принцип основан на движении влаги через материал. Разные участки бумажного листа выполняют разные задачи: одни поглощают воду из воздуха, другие способствуют ее испарению. Движение влаги приводит к появлению и перемещению заряженных частиц - ионов. Разница их концентрации в разных частях материала создает напряжение, которое можно использовать во внешней цепи.
Чтобы управлять этим процессом, края генератора обработали глицерином, помогающим захватывать воду из воздуха. Ближе к центру разместили полимерный материал, а центральную часть покрыли восковым слоем, регулирующим испарение.
Отдельно инженеры решили проблему проводов. Контакты вывели через отверстия в бумаге, а проводники разместили на обратной стороне. Благодаря этому лицевая поверхность панели остается свободной от заметной электроники.
В экспериментальной установке ученые объединили 1596 генераторов. Полученной энергии хватило для работы беспроводной клавиатуры.
При этом речь пока не идет о стенах, способных обеспечивать электричеством квартиру. Клавиатура стала демонстрацией того, что технология может питать устройства с небольшим энергопотреблением. Возможность использовать подобное покрытие для бытовой техники или электроснабжения дома исследование не подтверждает.
Авторы также рассматривают такие “обои” как материал, который мог бы поглощать и отдавать воду и тем самым сглаживать колебания влажности. Способность реально влиять на микроклимат всей комнаты еще предстоит проверить.
Результаты работы опубликованы в журнале Advanced Energy Materials.
Получать электричество из атмосферной влаги ученые пытаются не впервые. В 2020 году исследователи демонстрировали генератор из пленки белковых нанонитей, который создавал напряжение благодаря разнице в содержании воды внутри материала. Новая работа показывает, как похожий принцип можно перенести на большую бумажную поверхность и скрыть проводники с обратной стороны покрытия.
